一种车载智能音频装置及音频处理方法制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种车载智能音频装置及对应的音频处理方法，包括使用传声器阵列MA，拾取车内声信号，对信号进行回声消除、语音唤醒、端点检测、波束形成、第二次回声消除、背景噪声抑制、语音识别、自然语音处理，最后根据相应的语音指令执行相应动作。利用本装置，可显著提升车内语音识别的精度及识别效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电声领域，特别涉及一种车载智能音频装置及音频处理方法。
技术介绍
随着车载智能系统及车载互联技术的发展，越来越多的汽车厂商在汽车产品中都加入了语音声控功能，但是现有的车载语音装置的识别率不强，特别是在具有行驶噪音的情况下识别精度还不够。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺陷，本专利技术提出一种车载智能音频装置及音频处理方法，利用本装置，可显著提升车内语音识别的精度及识别效果。提出一种车载智能音频装置，包括传声器阵列MA，用于拾取车内声信号，特征在于，该声信号进一步被发送至第一回声消除模块，用于消除可能的音乐背景声以及通信回声，经回声消除后的声信号进入语音唤醒模块，语音唤醒模块对进入的声信号进行分析，如果检测到该声信号中包括预设的触发语音信号，则由语音唤醒模块发送指令使其他功能模块由低功耗状态恢复为工作状态；当该音频装置进入到工作状态后，说话人后续的语音信号进一步被发送至端点检测模块，用于对语音信号的起始及结束端进行检测，以减少信号中的无用成分，经过端点检测模块的信号发送至波束形成模块，由波束形成模块对传声器阵列拾取的信号进行处理以使传声器阵列的指向性指向语音信号的发出者，进一步，语音信号发送至第二回声消除模块，以进一步对语音信号进行提纯，经提纯的语音信号发送至背景噪声消除模块，从而得到纯净的语音信号，该语音信号被发送至语音识别模块，由该模块对语音信号进行识别，并进一步经过自然语音处理模块进行分析后，获得说话人语音信号中的指令信息，并由语音助理模块根据该指令信息执行相应的动作；智能音频装置还包括扬声器SPK，用于播放系统反馈信号或机器语音至用户；其中所述的执行相应的动作包括执行装置自身的功能，或与车辆进行交互，或利用移动网络与外界终端或服务器进行信息交互；其中，传声器阵列包括线阵、方阵、菱形阵；另外，可在波束形成模块之前加入子带滤波模块，对信号进行子带滤波后再进行后续处理；进一步的，该装置集成进车辆自身电子系统中或者制成单独的产品，单独的产品包括车内后视镜、外置车载音响。同时提出一种使用所述的车载智能音频装置对车内音频进行处理的方法，处理步骤对应音频装置的信号流程。附图说明图1示出了本专利技术的车载智能音频装置的结构示意图具体实施方式结合附图，对本专利技术的车载智能音频装置进行详细说明。如图1所示，该车载智能音频装置包括传声器阵列MA，用于拾取车内声信号，该声信号进一步被发送至第一回声消除模块(AEC)1，用于消除可能的音乐背景声以及通信回声，经回声消除后的声信号进入语音唤醒模块(V.T.)2，语音唤醒模块2对进入的声信号进行分析，如果检测到该声信号中包括预设的触发语音信号，例如“嗨，你好”等，则由语音唤醒模块2发送指令使其他功能模块由低功耗状态恢复为工作状态；当该音频装置进入到工作状态后，说话人后续的语音信号进一步被发送至端点检测模块(VAD)3，用于对语音信号的起始及结束端进行检测，以减少信号中的无用成分，经过端点检测模块3的信号发送至波束形成模块(BF)4，由波束形成模块4对传声器阵列拾取的信号进行处理以使传声器阵列的指向性指向语音信号的发出者，以增强对说话人语音信号的捕捉，进一步，语音信号发送至第二回声消除模块(AEC)5，以进一步对语音信号进行提纯，经提纯的语音信号发送至背景噪声消除模块(ANS)6，用于将路噪、风燥等稳态噪声进行抑制，从而得到纯净的语音信号，该语音信号被发送至语音识别模块(ASR)7，由该模块对语音信号进行识别，并进一步经过自然语音处理模块(NLP)8进行分析后，获得说话人语音信号中的指令信息，并由语音助理模块(V.A.)9根据该指令信息执行相应的动作，例如可根据相应指令执行自身的某些功能，或是与车辆进行交互，或者利用移动网络与外界终端或服务器进行信息交互；智能音频装置还包括扬声器SPK，用于播放系统反馈信号或机器语音至用户，便于进行人机交互。进一步的，提出一种使用上述车载智能音频装置对车内音频进行处理的方法，包括以下步骤：由传声器阵列MA拾取车内声信号，对该声信号执行回声消除，消除可能的音乐背景声以及通信回声，对该经回声消除后的声信号进行分析，如果检测到该声信号中包括预设的触发语音信号，例如“嗨，你好”等，则发送激活指令使音频装置由低功耗状态恢复为工作状态；当该音频装置进入到工作状态后，对后续的语音信号的起始及结束端进行检测，以减少信号中的无用成分，经过端点检测的信号被处理以使传声器阵列的指向性指向语音信号的发出者，以增强对说话人语音信号的捕捉，进一步执行回声消除，以对语音信号进一步提纯，将经提纯的语音信号进行降噪，例如对路噪、风燥等稳态噪声进行抑制，从而得到纯净的语音信号，对该语音信号进行语音识别后，并进一步经过自然语音处理分析后，获得说话人语音信号中的指令信息，并根据该指令信息执行相应的动作，例如可根据相应指令执行装置自身的某些功能，或是与车辆进行交互，或者利用移动网络与外界终端或服务器进行信息交互；还可播放系统反馈信号或机器语音至用户，便于进行人机交互。其中，传声器阵列可以为线阵、方阵、菱形阵等；在波束形成模块(BF)4之前可加入子带滤波模块(图中未示出)，对信号进行子带滤波后再进行后续处理，可减少处理时间即降低时延；本专利技术的车载智能音频装置可以集成进车辆自身电子系统中，也可制成单独的产品，例如车内后视镜、外置车载音响等。利用本专利技术的车载智能音频装置及音频处理方法可显著提高车内语音识别的精度及识别效果，提升车辆的功能性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车载智能音频装置，包括传声器阵列MA，用于拾取车内声信号，特征在于，该声信号进一步被发送至第一回声消除模块(1)，用于消除可能的音乐背景声以及通信回声，经回声消除后的声信号进入语音唤醒模块(2)，语音唤醒模块(2)对进入的声信号进行分析，如果检测到该声信号中包括预设的触发语音信号，则由语音唤醒模块(2)发送指令使其他功能模块由低功耗状态恢复为工作状态；当该音频装置进入到工作状态后，说话人后续的语音信号进一步被发送至端点检测模块(3)，用于对语音信号的起始及结束端进行检测，以减少信号中的无用成分，经过端点检测模块(3)的信号发送至波束形成模块(4)，由波束形成模块(4)对传声器阵列拾取的信号进行处理以使传声器阵列的指向性指向语音信号的发出者，进一步，语音信号发送至第二回声消除模块(5)，以进一步对语音信号进行提纯，经提纯的语音信号发送至背景噪声消除模块(6)，从而得到纯净的语音信号，该语音信号被发送至语音识别模块(7)，由该模块对语音信号进行识别，并进一步经过自然语音处理模块(8)进行分析后，获得说话人语音信号中的指令信息，并由语音助理模块(9)根据该指令信息执行相应的动作；智能音频装置还包括扬声器SPK，用于播放系统反馈信号或机器语音至用户。...

【技术特征摘要】
1.一种车载智能音频装置，包括传声器阵列MA，用于拾取车内声信号，特征在于，该声信号进一步被发送至第一回声消除模块(1)，用于消除可能的音乐背景声以及通信回声，经回声消除后的声信号进入语音唤醒模块(2)，语音唤醒模块(2)对进入的声信号进行分析，如果检测到该声信号中包括预设的触发语音信号，则由语音唤醒模块(2)发送指令使其他功能模块由低功耗状态恢复为工作状态；当该音频装置进入到工作状态后，说话人后续的语音信号进一步被发送至端点检测模块(3)，用于对语音信号的起始及结束端进行检测，以减少信号中的无用成分，经过端点检测模块(3)的信号发送至波束形成模块(4)，由波束形成模块(4)对传声器阵列拾取的信号进行处理以使传声器阵列的指向性指向语音信号的发出者，进一步，语音信号发送至第二回声消除模块(5)，以进一步对语音信号进行提纯，经提纯的语音信号发送至背景噪声消除模块(6)，从而得到纯净的语音信号，该语音信号被发送至语音识别模块(7)，由该模块对语音信号进行识别，并进一步经过自然语音处理模块(8)进行分析后，获得说话人语音信号中的指令信息，并由语音助理模块(9)根据该指令信息执行相应的动作；智能音频装置还包括扬声器SPK，用于播放系统反馈信号或机器语音至用户。2.如权利要求1所述的车载智能音频装置，特征在于，所述的执行相应的动作包括执行装置自身的功能，或与车辆进行交互，或利用移动网络与外界终端或服务器进行信息交互。3.如权利要求1所述的车载智能音频装置，特征在于，传声器阵列包括线阵、方阵、菱形阵。4.如权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张德明，
申请(专利权)人：北京塞宾科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11